두산모빌리티이노베이션, 수소 연료전지 드론 상용화 성공

두산모빌리티이노베이션이 수소 연료전지 드론 상용화에 성공했다(사진. DMI).

 

두산모빌리티이노베이션(Doosan Mobility Innovation, 이하 DMI)이 바이코의 혁신적인 솔루션을 사용해 세계 최초로 수소 연료전지 드론 상용화에 성공했다고 밝혔다.

 

DMI는 혁신적인 에너지 밀도의 수소 연료전지로 구동되는 드론을 통해 원격지에 인도적 구호 물품 전달 등 드론 활용의 새로운 가능성을 열고 있다. 두 시간 비행이 가능한 이 드론은 미국령 버진아일랜드와 제주도에서 인근 섬까지 응급의료물 배송을 비롯해 한라산에 AED 배송 등의 임무를 성공적으로 수행했다. DMI의 수소 연료전지 기술은 확장된 비행거리와 부하 용량을 통해 모바일 로봇 개발을 가속할 수 있는 기반을 마련했다.

 

이 외에도 비행거리 확장이 가능한 DMI의 드론은 국내 최대 규모의 태양광 발전소인 해남 솔라시도에서 방대한 태양광 패널검사를 성공적으로 완수하고, 상업용 애플리케이션의 가능성을 확인했다. 이러한 동일 조건의 임무를 기존 배터리 드론으로 수행할 경우 6번 이상의 배터리 교체가 필요한 것으로 밝혀졌다.

DMI는 PDN에서 고효율 및 높은 전력 밀도를 달성하기 위해 바이코(Vicor)의 PRM(Pre-Regulation Module) 벅 부스트 레귤레이터와 ZVS(Zero-Voltage Switching) 벅 레귤레이터를 선택했다. PRM은 최대 74V까지 상승하는 수소 연료전지 스택의 OCV(Open Circuit Voltage)를 지원할 수 있으며, 아래 그림과 같이 48V까지 안정적인 전압 레귤레이션을 수행할 수 있다.

 

드론의 로터측 PDN에는 바이코의 두 개의 RPM 벅 부스트 레귤레이터(PRM48AF480T400A00)를 병렬로 구성해 로터에서 필요로 하는 12A를 공급한다. 스택의 디지털 컨트롤러 보드를 위한 PDN에는 저전력 PRM(PRM48AH480T200A00)과 48V-12V 변환 ZVS 벅 레귤레이터(PI3546-00-LGIZ)를 사용했다.

 

DMI는 현재 생산 중인 2.6KW급 DP30 파워팩 외에도 파워용량별 제품라인을 다각화할 계획이다. 2021년에 출시 예정인 1.5KW급 수소 연료전지 파워팩을 비롯해 10KW급에 이르는 다양한 용량의 제품을 개발하고, 각 파워팩에 적합한 새로운 구조의 드론 또한 출시할 예정이다.

 

또한 DMI는 전력에 대한 바이코의 모듈식 접근방식을 활용해 다양한 제품라인을 지원할 수 있는 확장성을 확보하고, 파워용량 확대에 따른 스택 구조 변경이나 파워트레인 및 주변 구성부품, 방열 방식 등에 대한 엔지니어링 문제를 해결하는 데 주력할 방침이다. Vicor를 통해 DMI는 주요 목표들을 더욱 잘 추구할 수 있다. 드론의 비행시간을 연장할 수 있는 높은 에너지 밀도를 통해 수소 연료전지의 경량화 및 소형화를 달성하고, 내구성과 안정성을 높이는 데 중점을 두고 있다.